毛主席教導(dǎo)我們:“認(rèn)識(shí)從實(shí)踐始，經(jīng)過實(shí)踐得到了理論的認(rèn)識(shí)，還須再回到實(shí)踐去。”擠壓理論來源于生產(chǎn)實(shí)踐，反過來又可以為生產(chǎn)實(shí)踐服務(wù)。但是擠壓理論的發(fā)展還不夠成熟，還有待于進(jìn)一步完善?，F(xiàn)在將單螺桿擠壓機(jī)的簡單理論介紹如下：
前面已經(jīng)介紹過單螺桿擠壓機(jī)的螺桿與機(jī)筒的工作段，它通常分為三段，即加料段、壓縮段和擠壓段。
1、加料段
加料段的作用是接受由料斗來的塑料并把它送到壓縮段去。塑料能否很好地充滿螺桿的進(jìn)口部分，這決定于塑料性能、顆粒形狀、料斗結(jié)構(gòu)、工作條件等因素。為了保持塑料最好的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，螺桿表面應(yīng)當(dāng)光滑并與物料的接觸盡可能小，相反，機(jī)筒和塑料接觸的表面應(yīng)盡可能大而粗糙，從而使該表面在切線方向上給予塑料以盡可能大的滑動(dòng)阻力。
塑料和螺桿的摩擦力，使它在螺槽表面一同旋轉(zhuǎn)，塑料在加料段的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是由兩部分組成，即回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及軸向運(yùn)動(dòng)。
在不動(dòng)的圓機(jī)筒內(nèi)形成一個(gè)相當(dāng)緊密的圓柱狀滑輪，同時(shí)，塑料又沿著螺桿的軸向前進(jìn)。在加料段內(nèi)運(yùn)動(dòng)的塑料較硬，可以忽略其它的料流，因此，加料段螺槽的深度可以相對深些。在粉子加料的情況下，長度亦可相對短些，特別是機(jī)筒壁具有縱向溝紋的情況。在確定加料段的螺槽深度時(shí)。必須同時(shí)考慮螺桿的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。
2、壓縮段
壓縮段處于加料段和擠出段之間，主要有下列三個(gè)作用：
(1)將塑料中的空氣推向加料段;
(2)將塑料壓實(shí)，以改善塑料的導(dǎo)熱性;
(3)塑料通過壓縮段，可以吸收部分剪切能量和外部加熱的能量而熔化，并攪拌均勻，使塑料由固體變?yōu)檎沉鳡顟B(tài)。
因此，壓縮段不僅要將塑料壓實(shí)，并且還要適應(yīng)塑料從固態(tài)變成粘流狀態(tài)時(shí)的容積變化和熔化的速度，此外，還要完成正確的壓縮作用。故塑料通過該段時(shí)，應(yīng)均勻地熔化并壓實(shí)，而不應(yīng)再含有顯著的顆?；蛩槠?。
3、擠出段(均化段或計(jì)量段)
擠出段是螺桿的最后部分，熔融的塑料在固定的容量和壓力下，從此段擠到機(jī)頭中去。其作用相當(dāng)于一個(gè)定量泵。根據(jù)擠出段的結(jié)構(gòu)將著重分析螺桿擠壓機(jī)的生產(chǎn)能力和功率。
(1)塵產(chǎn)能力：根據(jù)A向視圖，螺桿的螺紋為右旋，因此，推進(jìn)物料的螺桿應(yīng)為左旋方向。
圖中的符號(hào)為：
D一螺桿外徑，
t一螺距，
ω一相鄰螺旋向的垂直距離，
e一螺槽的寬度，
δ一螺紋頂面與機(jī)筒內(nèi)壁的間隙，
h一蟬槽深度，
φ一螺紋的螺旋角，
x一垂直于螺紋棱面的軸，
y 一螺紋深度方向軸，
z一平行于螺紋梭面方向的軸(即螺旋方向)。
塑化后的熔融塑料在單螺桿單螺紋擠壓機(jī)螺槽中的流動(dòng)，有下列四種情況：
①順流(正流)：這是塑料的主流，熔融塑料在機(jī)筒與螺桿間由于螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的，這種流動(dòng)使物料前進(jìn)，見圖8一25中的心QD。 由這種相對運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的速度分布見圖8-26(1)。
?、谀媪?反壓逆流)：由于機(jī)頭過濾板等造成的阻力(或反壓力)而引起的反向流動(dòng)，與正流的方向恰好相反，見圖8-25中的QP 。這樣所產(chǎn)生的速度分布見圖-26(2)，順流和逆流在螺桿通道中所形成的凈流動(dòng)，就是將兩種速度進(jìn)行代數(shù)加合，見圖8-26(3)。
?、勐┝鳎河捎诜磯毫Φ挠绊?在螺桿頂面與機(jī)筒間隙較大情況下)，在機(jī)筒內(nèi)壁與螺紋頂面之間的壓力流動(dòng)，如圖8-25中QL所示。
?、軝M流：熔融物料沿x軸向的流動(dòng)，它對擠壓機(jī)的生產(chǎn)率無影響，但它在擠壓過程中，對塑料的混合熱交換塑化及螺桿動(dòng)力消耗有較大的影響。它的符號(hào)為QT ，它的速度分布為Vx，見圖8-26(4)。
擠壓機(jī)的總排出量(Q)，即為順流掩(QD )逆流(QP)和漏流(QL )動(dòng)的總和。
因螺桿特性曲線的斜度決定于螺槽深度的立方和螺旋角正弦的平方，并與螺桿有效長度成反比。所以螺槽深度稍有改變時(shí)，對斜度的影響很大，因?yàn)檫@個(gè)變化是立方的關(guān)系。螺紋深度越深，其斜度越大。同樣，螺旋角增大，斜度也隨之增加。斜度增加，說明機(jī)頭壓力的變化對產(chǎn)量的影響越靈敏。因此，如果配用不同機(jī)頭又要得到相同排出量時(shí)，應(yīng)該采用螺槽較淺的螺桿。另一方面，由于斜度與螺桿長度成反比，所以增加絲桿長度就會(huì)使特性曲線變得平坦一些。也就是說機(jī)頭壓力的變化對產(chǎn)量的影響不顯著。
(2)功率：通常供給螺桿擠壓機(jī)的能量分兩部分:
?、衮?qū)動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)功率。
?、跈C(jī)筒外部加熱器供給塑料升溫或保溫的熱能量。
上述兩種能量互相關(guān)聯(lián)而又互相影響，如外部加熱之溫度較高，則螺桿的驅(qū)動(dòng)功率就小;反之，若外部加熱之溫度較低，由于塑料粘度的相應(yīng)提高，使螺桿的剪切作用增強(qiáng)(這時(shí)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的功率就大了)，同時(shí)由于機(jī)械摩擦的作用，又使塑料升高溫度。
下面近似地表示驅(qū)動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)功率，假定為等溫操作(即塑料粘度不變的情況，并假定塑料是理想的牛頓型流體。
